1、第2节铝及其重要化合物明考纲1Al2O3、Al(OH)3的两性及Al3、AlO、Al(OH)3之间的转化关系。2结合Al(OH)3的制备实验、化学计算及在生产生活中的应用进行综合考查。析考情有关Al及其化合物知识在高考中出现频率较高，“铝三角”是命题的出发点。问题常以工业生产流程为载体考查化学方程式、离子方程式、离子共存、物质鉴别、制取、计算等。预计今后高考对本专题内容的考查将以铝及其化合物的性质在日常生活、生产中的应用为主，题型以选择题、综合推断题、实验题为主。考点铝的性质及应用1铝的结构和存在铝位于元素周期表第三周期A族，原子结构示意图为。铝是地壳中含量最多的金属元素。自然界中的铝全部以化
2、合态存在。2.铝的物理性质及用途物理性质状态色泽密度熔点沸点硬度导电、导热性延展性固态银白色2.7 gcm3660.42467 较软很好良好用途纯铝用作导线，铝合金用于制备汽车、飞机、生活用品等3.铝的化学性质写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：铝与氢氧化钠溶液反应：2Al2OH2H2O=2AlO3H2铝与氧化铁反应：2AlFe2O32FeAl2O34.铝热反应(1)原理铝将金属氧化物中化合态的金属还原为金属单质，如Fe2O32Al2FeAl2O3、Cr2O32Al2CrAl2O3、3Co3O48Al9Co4Al2O3等。(2)实验装置(3)反应现象及结论剧烈燃烧，放出大量的热，导致混合
3、物剧烈反应过后，纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中；待熔融物冷却后，除去外层熔渣，可以发现落下的是铁珠。(4)应用野外焊接钢轨。冶炼高熔点金属。5对比记忆镁的化学性质铝镁与非金属反应能被Cl2、O2、N2等氧化2MgO22MgO3MgN2Mg3N2与水反应反应很困难能与沸水反应：Mg2H2OMg(OH)2H2与碱反应能溶于强碱溶液不反应与某些氧化物反应能与Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金属氧化物发生铝热反应能在CO2中燃烧：2MgCO22MgOC易错警示(1)常温下，能用铝制容器盛放浓硫酸、浓硝酸的原因是二者能使铝发生“钝化”，而不是铝与浓硫酸、浓硝酸不反应。(2)铝不但能与酸(H)反应
4、，还能够与碱溶液反应，表现为特殊性。2Al2OH2H2O=2AlO3H2。其反应机理应为：铝先与强碱溶液中的水反应生成H2和Al(OH)3，然后Al(OH)3再与NaOH反应生成H2O和NaAlO2，反应中铝作还原剂，水作氧化剂，NaOH无电子得失。(3)铝热反应是在高温干态下进行的置换反应，铝只能与排在金属活动性顺序其后的金属氧化物反应。铝不能与MgO反应，铝热反应不能用来冶炼大量的金属铁、铜等(要考虑冶炼成本)。(4)Mg在CO2中能够燃烧，所以活泼金属镁着火不能用干粉灭火器和泡沫灭火器灭火。同时镁与氮气反应生成Mg3N2。判断正误，正确的画“”，错误的画“”。(1)铝在自然界中有游离态和
5、化合态两种形式。()(2)Mg、Al在空气中性质稳定，因而都具有很强的抗腐蚀性。()(3)MgO与Al粉的混合物也可称为铝热剂。()(4)能用铝槽车储运浓H2SO4与浓HNO3，是因为铝的化学性质稳定，不与浓H2SO4、浓HNO3反应。()(5)铝与盐酸反应时，盐酸作氧化剂，铝与氢氧化钠溶液反应时，氢氧化钠作氧化剂。()(6)铝制餐具可长时间存放酸性或碱性食物。()(7)金属镁在空气中燃烧可生成MgO和Mg3N2。()提示(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)题组一 铝的性质及应用1.通过观察化学实验现象，分析归纳出正确的结论，是学习化学科学最基本的技能之一。下列由实验现象得出正确结论的是
6、()选项实验现象结论A把相同大小的一块铝和镁分别投入相同浓度的NaOH溶液中：铝溶解有气泡放出，而镁没有任何变化由此得出：铝的金属性比镁强B取一块铝箔，用酒精灯点燃：铝箔只熔化成液体而没有脱落由此得出：铝不易燃烧C向氯化铵溶液中投入一铝片：铝片上产生大量气泡由此得出：该气体是氨气D向氯化铝溶液中逐滴滴加NaOH溶液至过量：先产生白色沉淀，后沉淀逐渐溶解，最后沉淀完全消失由此得出：氢氧化铝能溶于强碱溶液答案D解析镁的金属性比铝强，A错误；B项得出结论：氧化铝熔点比铝高，错误，铝与氯化铵溶液反应产生氢气，C错误。22015西安名校三检某无色透明溶液与铝反应放出氢气，该溶液中可能含有Mg2、Cu2、
7、Ba2、H、Ag、SO、SO、HCO、OH、NO十种离子中的若干种，下列推断正确的是()A当溶液中有Al3生成时，溶液中可能存在：SO、NO、H、Mg2B当溶液中有Al3生成时，溶液中一定存在：H、SO；可能存在Mg2C当溶液中有AlO生成时，溶液中一定存在：OH、Ba2、NOD当溶液中有AlO生成时，溶液中可能存在：OH、Ba2、NO、SO答案B解析溶液中存在NO、H时，与铝反应不会生成H2，A错；当溶液中有Al3生成时，说明溶液呈酸性，含有H，则不含有SO、HCO、OH、NO，根据电荷守恒可知一定含有SO，则不含有Ba2、Ag，溶液无色，则不含Cu2，Mg2不能确定是否存在，B正确；当溶液
8、中有AlO生成时，溶液呈碱性，一定含有OH，则不含有Mg2、Cu2、H、Ag、HCO，根据电荷守恒知一定含有Ba2，则不含SO、SO，NO不能确定是否存在，C、D错误。题组二 对比掌握镁、铝的性质3.镁、铝单质的化学性质以相似性为主，但也存在某些较大差异性，下列物质能用于证明二者存在较大差异性的是()CO2盐酸NaOH溶液水A BC D答案C解析Mg与CO2反应，而Al不反应；Mg与NaOH溶液不反应，但Al能反应。42016洛阳月考将等物质的量的金属Na、Mg、Al分别与100 mL 2 molL1的盐酸反应，实验测得生成气体的体积V(已折合为标准状况)与时间t的关系如图所示，则下列说法中错
9、误的是()Ax2.24B钠的物质的量为0.2 molC反应时，Na、Mg、Al均过量D曲线b为Mg与盐酸反应的图象答案C解析 由图象可以看出，生成气体的体积相等，则盐酸完全反应，x2.24，A正确；根据生成的H2为2.24 L，可知Na失去0.2 mol电子，则钠的物质的量为0.2 mol，B正确；反应时如果钠过量，则钠会与水反应，生成的气体多于2.24 L，故C错误；根据反应速率可知a、b、c依次是Na、Mg、Al与盐酸反应的图象，D正确。题组三 铝与酸、碱溶液反应的定量计算5.一块表面被氧化的铝分成两等份，若向其中一份中滴加1 molL1的NaOH溶液，向另一份中滴加x molL1的稀盐酸
10、，产生氢气的物质的量与所加NaOH溶液、稀盐酸的体积关系如图所示。下列说法不正确的是()A该铝块的总质量为8.46 gBa260Cb780D该铝块中氧化铝与铝单质的物质的量之比为320答案A解析加入60 mL 1 molL1 NaOH溶液时，发生反应：Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O，n(Al2O3)n(NaOH)0.06 L1 molL10.03 mol，m(Al2O3)0.03 mol102 gmol3.06 g，继续加入NaOH溶液时，发生反应：2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，n(Al)n(H2)0.3 mol0.2 mol，m(Al)0.2 mol27 gmo
11、l15.4 g，故该铝块的总质量(3.06 g5.4 g)216.92 g，A项错误；nAl2O3n(Al)0.03 mol0.2 mol320，D项正确；铝溶解消耗的n(NaOH)n(H2)0.2 mol，则a60 mL103 mLL1260 mL，B项正确；0.03 mol Al2O3消耗HCl 0.18 mol，c(HCl)1 molL1,0.2 mol Al消耗HCl 0.6 mol，则b180 mL103 mLL1780 mL，C项正确。6铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸(非氧化性酸)反应又能与强碱溶液反应放出H2的金属，就铝的这一特殊性质回答下列问题：(1)铝与酸、碱反应的实
12、质是什么？氧化剂是什么？(2)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液中，产生H2的体积之比是_。(3)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，二者产生的H2相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是_。(4)等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成氢气的体积比为56(相同条件下)，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能是_。A甲、乙中都是铝过量B甲中铝过量、乙中碱过量C甲中酸过量，乙中铝过量D甲中酸过量，乙中碱过量(5)甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 molL1的盐酸和NaOH溶液，向两烧杯
13、中分别加入等质量的铝粉，反应结束后，测得生成的气体体积比为V(甲)V(乙)12，则加入铝粉的质量为_。A5.4 g B3.6 gC2.7 g D1.8 g(6)将5.4 g Al投入200.0 mL 2.0 molL1的某溶液中有氢气产生，充分反应后有金属剩余。该溶液可能是_。AHNO3溶液 BBa(OH)2溶液CH2SO4溶液 DHCl溶液答案(1)铝与酸、碱反应的实质都是： Al3，2HH2，只不过碱中的H来源于水的电离，氧化剂分别为酸和水。(2)13(3)31(4)B(5)A(6)D解析根据反应的化学方程式：2Al6HCl=2AlCl33H22Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2
14、可以看出，等质量的铝分别与足量盐酸、氢氧化钠反应，得到等质量的H2；等物质的量的盐酸、氢氧化钠与足量铝反应，生成H2的物质的量之比为13；若产生H2的量相等，则n(HCl)3n(NaOH)，两者的物质的量之比为31。(4)若酸、碱过量，生成H2的体积比为11，若铝均过量，生成H2的体积比为23，可知反应情况甲中铝过量，乙中碱过量。(5)当参加反应的HCl和NaOH的物质的量一样多时，产生H2的体积比是13，而题设条件体积比为12，说明此题投入的铝粉对盐酸来说是过量的，而对于NaOH溶液来说是不足的。2Al6HCl=2AlCl33H2 6 mol 3 mol 3 molL10.1 L 0.15
15、mol则Al与NaOH溶液反应生成的H2为0.15 mol20.3 mol。2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2227 g 3 mol54 g 0.3 mol即投入的铝粉为5.4 g。(6)Al与HNO3反应不会产生H2，Al的物质的量为0.2 mol，Al完全消耗时，需要OH 0.2 mol，需要H 0.6 mol，B中n(OH)0.8 mol，C中n(H)0.8 mol，D中n(H)0.4 mol，只有D中Al有剩余。总结提升(1)铝能与酸溶液反应生成H2和铝盐(Al3)，但与稀HNO3反应不生成H2，且在浓HNO3、浓H2SO4中钝化。(2)铝与强碱溶液反应生成H2和偏铝酸盐(
16、AlO)。(3)铝与酸或碱溶液反应生成H2的量的计算铝分别与盐酸、氢氧化钠溶液反应的原理：2Al6HCl=2AlCl33H22Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。Al与酸、碱反应，实质上都是： ，2 2，故铝与酸、碱溶液反应时，铝与氢气的关系可利用2Al3H2进行计算，也可以直接利用电子得失守恒灵活计算。等量的铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为11。含等物质的量的HCl和NaOH的盐酸、NaOH溶液分别与足量的铝反应，产生氢气的体积比为13。一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，若产生氢气的体积比为1，则必定是铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；铝与氢氧化
17、钠溶液反应时，铝不足而氢氧化钠溶液过量。考点铝的重要化合物1氧化铝(1)物理性质色态：白色固体；硬度：大；熔点：高。(2)化学性质属于两性氧化物，写出下列反应的离子方程式：电解化学方程式为2Al2O3(熔融)4Al3O2。(3)用途熔点很高，是一种较好的耐火材料，天然产刚玉的成分是Al2O3，还可制作各种宝石。2氢氧化铝(1)物理性质Al(OH)3是一种难溶于水的白色胶状物质，具有较强的吸附能力。(2)化学性质两性Al(OH)3的电离方程式为 Al(OH)3既能溶于强酸又能溶于强碱，且都生成盐和水。与强酸反应：Al(OH)33H=Al33H2O，与强碱溶液反应：Al(OH)3OH=AlO2H2
18、O。不稳定性Al(OH)3受热分解：2Al(OH)3Al2O33H2O。(3)制备向铝盐中加入氨水，离子方程式为Al33NH3H2O=Al(OH)33NH。NaAlO2溶液中通入足量CO2，离子方程式为AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO。NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合：离子方程式为3AlOAl36H2O=4Al(OH)3。3明矾明矾的化学式为KAl(SO4)212H2O，可溶于水，电离方程式为KAl(SO4)2=KAl32SO。水溶液的pH”“”或“”)，原因是Al33H2OAl(OH)33H。明矾可用于净水，其原因是Al3水解产生Al(OH)3胶体，Al(OH)3胶体可以和悬浮
19、于水中的泥沙形成絮状不溶物而沉降下来，使水澄清。 易错警示(1)Al2O3、Al(OH)3是中学阶段接触的唯一与碱反应的金属氧化物和氢氧化物，经常应用到除杂、计算题中，所以一定要熟记这两个反应的离子方程式。(2)Al(OH)3具有两性，能溶于强酸(如盐酸)、强碱(如NaOH溶液)，但不溶于弱酸(如H2CO3)、弱碱溶液(如氨水)。(3)由Al(OH)3的两式电离以及与酸和碱反应的离子方程式可知：与酸反应时相当于三元碱，与碱反应时相当于一元酸。(4)明矾净水只能除去水中的悬浮杂质，不能杀菌消毒，与氯气消毒原理不同。1判断正误，正确的画“”，错误的画“”。(1)铝与少量氢氧化钠溶液反应生成Al(O
20、H)3。()(2)氧化铝与少量氢氧化钠溶液反应生成Al(OH)3。()提示(1)(2)2在做铝的燃烧实验时，用坩埚钳夹住一小块铝箔，在酒精灯上加热至其熔化，会看到的现象是铝箔熔化，失去光泽，但熔化的铝并不滴落。原因是_。提示铝箔加热时与O2发生反应生成熔点很高的Al2O3薄膜，使内部熔化的铝被Al2O3包裹着，所以熔化的铝不易滴下3现有AlCl3、MgCl2的混合溶液，如何分离提纯得到各自的溶液？提示题组一 Al2O3和Al(OH)3的两性1.下列说法中正确的是()熔化固体NaOH的坩埚不能选用Al2O3坩埚用盐酸、氢氧化钠溶液均可除去铝表面的氧化膜向AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液，离子
21、方程式为Al33OH=Al(OH)3AlCl3溶液中滴入过量的氨水，离子方程式为Al33NH3H2O=Al(OH)33NH向一定量的AlCl3溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液，先生成白色沉淀，后沉淀逐渐溶解实验室中我们通常用氨水与Al2(SO4)3溶液反应来制取Al(OH)3，一般不用NaOH溶液除去氧化铁中氧化铝的方法：向混合物中加入过量氢氧化钠溶液，充分反应后过滤、洗涤、干燥A BC D全部答案C解析Al2O3与Al(OH)3既可以与强酸溶液反应，又可以和强碱溶液反应，但不能与弱酸、弱碱溶液反应。2下列物质中既能与稀硫酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应的是()NaHCO3(NH4)2SO3Al2O3
22、Al(OH)3AlNaHSO4 AlCl3 Na2SiO3A BC D答案B解析NaHSO4、AlCl3只能与NaOH溶液反应，不能与稀硫酸反应，Na2SiO3只能与稀硫酸反应，不能与NaOH溶液反应，B项正确。题组二 Al(OH)3的制备3.用含少量镁粉的铝粉制取纯净的氢氧化铝，下列操作步骤中最恰当的组合是()加盐酸溶解加烧碱溶液溶解过滤通入过量CO2生成Al(OH)3沉淀加入盐酸生成Al(OH)3沉淀加入过量烧碱溶液A BC D答案B解析若先用盐酸溶解，Mg、Al均溶解，故先用烧碱溶液溶解，从NaAlO2制备Al(OH)3，若加盐酸不容易控制量的多少，应通入足量的CO2气体。故B项操作步骤
23、为最佳顺序。4将4 mol金属Al全部转化为Al(OH)3，消耗HCl a mol，NaOH b mol，则ab的最小值为 ( )A4 B6 C8 D16答案B解析 将4 mol Al全部转化为Al(OH)3消耗盐酸a mol、消耗NaOH b mol。要想ab的值最小，应为3 mol Al发生反应：2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，生成3 mol NaAlO2，另外1 mol Al发生反应：2Al6HCl=2AlCl33H2，生成1 mol AlCl3，然后发生反应：3NaAlO2AlCl36H2O=4Al(OH)33NaCl，生成4 mol Al(OH)3，消耗HCl和NaO
24、H共6 mol，故B选项正确。总结提升(1)中学学习阶段接触到的既能与强酸反应又能与强碱反应的物质有：金属单质：Al等；两性氧化物：Al2O3等；两性氢氧化物：Al(OH)3等；弱酸的铵盐：(NH4)2CO3、CH3COONH4、(NH4)2S等；弱酸的酸式盐：NaHCO3、KHS、NaHSO3等；氨基酸等。(2)两性物质：是指既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的化合物，上述物质中只有Al2O3、Al(OH)3、氨基酸是两性物质。考点用数形结合思想理解Al3、Al(OH)3、AlO之间的转化关系1“铝三角”转化关系2“铝三角”的应用(1)制取Al(OH)3(2)分离提纯利用Al能溶于强碱溶液，
25、分离Al与其他金属的混合物。利用Al2O3能与强碱溶液反应，分离Al2O3与其他金属氧化物的混合物。利用Al(OH)3的两性，分离Al3与其他金属阳离子的混合物。(3)判断离子共存问题Al3与OH、AlO、CO(HCO)、S2等不能大量共存。AlO与H、HCO、Al3、Fe3等不能大量共存。3Al元素的存在形态与OH、H的关系4与Al(OH)3沉淀生成有关的图象分析(1)把强碱溶液逐滴加入到铝盐(Al3)溶液中至过量现象：先有白色沉淀产生，然后沉淀逐渐溶解。有关反应：AB：Al33OH=Al(OH)3BD：Al(OH)3OH=AlO2H2O图象：(2)把铝盐(Al3)溶液逐滴加入到强碱溶液中至
26、过量现象：先无明显现象，然后逐渐产生大量的白色沉淀。有关反应：AB：Al34OH=AlO2H2OBC：Al33AlO6H2O=4Al(OH)3图象：(3)在AlO溶液中逐滴加入强酸至过量现象：先生成白色沉淀，然后沉淀逐渐溶解。有关反应：AB：AlOHH2O=Al(OH)3BD：Al(OH)33H=Al33H2O图象：(4)在强酸溶液中逐滴加入AlO溶液至过量现象：先无明显现象，反应一段时间后逐渐产生白色沉淀。有关反应：AB：4HAlO=Al32H2OBC：Al33AlO6H2O=4Al(OH)3图象：(5)向含Mg2与Al3的酸性溶液中逐滴加入强碱溶液现象：无明显现象出现沉淀渐多最多减少不变。
27、反应：OA：HOH=H2OAB：Al33OH=Al(OH)3、Mg22OH=Mg(OH)2BC：Al(OH)3OH=AlO2H2O图象c(Mg2)c(Al3)(6)向明矾溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液OA：2KAl(SO4)23Ba(OH)2=2Al(OH)33BaSO4K2SO4AB：2Al(OH)3K2SO4Ba(OH)2=BaSO42KAlO24H2O1下列各组物质的无色溶液，不用其他试剂即可鉴别的是_。NaOH、AlCl3NaHCO3、H2SO4NaAlO2、NaHSO4Na2CO3、HCl Na2CO3、NaHCO3、Ca(OH)2提示2下列各项操作中，能出现“先产生沉淀，然后沉淀
28、又溶解”现象的是_。向饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2向NaAlO2溶液中逐滴加入过量的稀盐酸向AlCl3溶液中逐滴加入过量稀氢氧化钠溶液向硅酸钠溶液中逐滴加入过量的盐酸提示题组一 有关Al3、AlO的离子反应1.2015衡水模拟下列图象表示Al3与AlO物质的量变化的曲线，实线表示Al3，虚线表示AlO，其中正确的是()答案B解析Al33OH=Al(OH)3、Al(OH)3OH=AlO2H2O，Al3减少消耗的NaOH与AlO增加消耗的NaOH的物质的量之比为31，故A错，B正确；AlOHH2O=Al(OH)3、Al(OH)33H=Al33H2O，AlO减少消耗的HCl与Al3增加消耗的HC
29、l的物质的量之比为13，C、D都错。2某Na2CO3、NaAlO2的混合溶液中逐滴加入1 molL1的盐酸，测得溶液中的CO、HCO、AlO、Al3的物质的量与加入盐酸的体积变化关系如图所示，则下列说法正确的是()A原混合溶液中的CO与AlO的物质的量之比为12BV1V215CM点时生成的CO2为0.05 molDa曲线表示的离子方程式为AlOHH2O=Al(OH)3答案D解析与H发生反应的先后顺序为AlOHH2O=Al(OH)3、COH=HCO、HCOH=H2OCO2、Al(OH)33H=Al33H2O，D选项正确；原混合溶液中的CO与AlO的物质的量之比为11，A选项错误；M点时生成的是H
30、CO，无CO2生成，C选项错误；V1时，CO正好有一半生成HCO，V175 mL，V2150 mL150 mL300 mL，B选项错误。总结提升(1)铝线规律Al(OH)3有两性，既溶于强酸(H)生成铝盐(Al3)，又溶于强碱(OH)生成偏铝酸盐(AlO)，Al(OH)3、H、Al3、OH、AlO是铝的化合物转化关系中最常见的5种粒子，将这5种粒子按pH由小到大列出线型关系：HAl3Al(OH)3AlOOH我们将这条线形排列称为“铝线”。 这条“铝线”上相邻粒子不反应，不相邻粒子间可以反应。相隔的粒子反应生成处于两个反应粒子中间的粒子(产物水被略去)。相隔越远的粒子越容易发生反应。(2)AlO
31、与HCO不能大量共存，原因是AlO能与HCO电离出的H发生复分解反应：AlOHCOH2O=Al(OH)3CO，而不能认为是AlO与HCO发生相互促进的水解反应。(3)往NaAlO2溶液中通入少量CO2得正盐(CO)，通入足量CO2得酸式盐(HCO)。(4)含Al3的溶液与碱反应的先后顺序当溶液中有多种离子时，要考虑离子之间的反应顺序，如向含有H、NH、Mg2、Al3的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，NaOH先与H反应，再与Mg2、Al3反应生成沉淀，再与NH反应，最后才溶解Al(OH)3沉淀。题组二 Al3、AlO形成Al(OH)3图象的综合分析3.如图表示AlCl3溶液与NaOH溶液相互滴加
32、过程中微粒的量的关系曲线，下列判断错误的是()A线表示Al3的物质的量的变化Bx表示AlCl3的物质的量C线表示Al(OH)3的物质的量的变化D线表示AlO的物质的量的变化答案B解析AlCl3溶液与NaOH溶液混合有两种方式：向AlCl3溶液中缓慢滴加NaOH溶液，开始有沉淀生成后沉淀溶解，且生成沉淀与沉淀溶解消耗的NaOH的物质的量之比为31，显然符合题意，则x表示NaOH的物质的量，B项错误；另一种方式是向NaOH溶液中缓慢滴加AlCl3溶液，开始没有沉淀，后有沉淀生成，与本题图示情况不符。42015双鸭山一中月考下列曲线图(纵坐标为沉淀的量，横坐标为加入物质的量)与对应的选项相符合的是(
33、)A向1 L浓度均为0.1 molL1的Ba(OH)2、NaAlO2混合溶液中加入0.1 molL1的稀H2SO4B向1 L浓度分别为0.1 molL1和0.3 molL1的AlCl3、NH4Cl的混合溶液中加入0.1 molL1的稀NaOH溶液C向烧碱溶液中滴加明矾溶液D向AlCl3溶液中滴加过量氨水答案A解析A项，Ba(OH)2和NaAlO2中加入H2SO4，发生的反应依次为Ba22OH2HSO=BaSO42H2O、AlOHH2O=Al(OH)3、Al(OH)33H=Al33H2O，所以加1 L H2SO4时，Ba(OH)2反应完，再加0.5 L H2SO4时，AlO参加反应，再加1.5
34、L H2SO4时，Al(OH)3全部溶解，A正确；B项，向1 L浓度分别为0.1 molL1和0.3 molL1的AlCl3、NH4Cl的混合溶液中加入0.1 molL1的NaOH溶液，发生的反应依次是Al33OH=Al(OH)3、OHNH=NH3H2O、Al(OH)3OH=AlO2H2O，所以沉淀Al3和溶解Al(OH)3所用NaOH的量之比为31，而图象上看到的是11，B错误；C项，向烧碱溶液中滴加明矾溶液，发生的反应依次是Al34OH=AlO2H2O、Al33AlO6H2O=4Al(OH)3，C错误；D项，AlCl3溶液中滴加过量氨水，沉淀不会溶解，D错误。题组三 Al3、Al(OH)3
35、、AlO三者之间的定量计算5.向含有a mol AlCl3的溶液中加入含b mol KOH的溶液，生成沉淀的物质的量可能是()a molb mol mol mol0 mol(4ab) molA BC D答案B解析解答本题首先要明确铝盐与碱反应的原理及二者的量与产物的关系。a mol AlCl3完全转化为Al(OH)3时所需的KOH的物质的量为3a mol，且沉淀最大值为a mol。故有可能出现。当b3a时，KOH不足，此时nAl(OH)3n(KOH) mol，故可能，不可能；当3ab4a时Al33OH=Al(OH)3a mol3a mola molAl(OH)3OH=AlO2H2O(b3a)
36、mol(b3a) mol剩余沉淀为a mol(b3a) mol(4ab) mol，故可能。62015黄冈高三检测某无色稀溶液X中，可能含有下表所列离子中的某几种。阴离子CO、SiO、AlO、Cl阳离子Al3、Fe3、Mg2、NH、Na现取该溶液适量，向其中加入某试剂Y，产生沉淀的物质的量(n)与加入试剂体积(V)的关系如图所示。(1)若Y是盐酸，则Oa段转化为沉淀的离子(指来源于X溶液的，下同)是_，ab段发生反应的离子是_，bc段发生反应的离子方程式为_。(2)若Y是NaOH溶液，则X中一定含有的阳离子是_，其物质的量之比为_，ab段反应的离子方程式为_。答案(1)SiO、AlOCO、HCO
37、Al(OH)33H=Al33H2O(2)Al3、Mg2、NH214NHOH=NH3H2O解析溶液为无色，说明溶液X中不含Fe3。(1)若Y为盐酸，由图象的特点判断溶液X中含有AlO、SiO、CO，其中Oa段发生的反应为AlOHH2O=Al(OH)3、SiO2H=H2SiO3；ab段发生的反应为COH=HCO、HCOH=H2OCO2；bc段发生的反应为Al(OH)33H=Al33H2O；因离子能共存，可知溶液X中不含Al3、Mg2、NH。(2)若Y为NaOH溶液，由图象特点判断溶液中含有Mg2、Al3、NH。其中Oa段发生反应为Al33OH=Al(OH)3、Mg22OH=Mg(OH)2；ab段发
38、生的反应为NHOH=NH3H2O；bc段发生的反应为Al(OH)3OH=AlO2H2O，因离子能共存，可知溶液X中不含CO、SiO、AlO，n(Al3)n(Mg2)n(NH)1(413)2214。总结提升可溶性铝盐与强碱反应的计算规律(1)求产物Al(OH)3的物质的量当n(OH)3n(Al3)时，nAl(OH)3n(OH)。当3n(Al3)n(OH)4n(Al3)时，nAl(OH)34n(Al3)n(OH)。当n(OH)4n(Al3)时，nAl(OH)30，无沉淀。(2)求反应物强碱的物质的量若n(OH)3n(Al3)，n(OH)3nAl(OH)3若3n(Al3)n(OH)4n(Al3)，n
39、(OH)4n(Al3)nAl(OH)3热点题型的解题技巧：以“化工生产流程”为载体考查Mg、Al及其化合物转化关系Mg、Al及其化合物的转化关系是高考的重点内容，预计2017年的高考中，此部分内容仍将作为主要考点。工业流程题将元素化合物知识与工业生产联系起来，既考查了基本原理又考查了考生对某一工业产品生产过程的分析能力。此类题体现了化学的实用性及其价值取向，是近年高考考查的一个方向。方法指导1工业冶炼铝的流程铝是地壳中含量最多的金属元素，在自然界主要以化合态形式存在于氧化铝中。铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质，冶炼金属铝很重要的一个过程是Al2O3的提纯。
40、由于Al2O3是两性氧化物，而杂质SiO2是酸性氧化物，Fe2O3是碱性氧化物，因而可设计出两种提纯氧化铝的方案。方案一：酸溶法方案二：碱溶法 注意：电解Al2O3时，加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低Al2O3的熔化温度，减少能耗。2从海水中提取镁的流程(1)流程(2)主要化学反应制石灰乳CaCO3CaOCO2、CaOH2O=Ca(OH)2；沉淀Mg2Mg22Ca(OH)2=Mg(OH)2Ca2；制备MgCl2：Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O；电解MgCl2：MgCl2(熔融)MgCl2。注意：冶炼铝时只能电解Al2O3而不能电解AlCl3，因为AlCl3是共价化合物，熔融
41、状态下不导电。冶炼镁时只能电解MgCl2而不能电解MgO，因为MgO熔点高、耗能高。典例2013大纲全国卷铝是一种应用广泛的金属，工业上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融电解制得。铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2等。从铝土矿中提炼Al2O3的流程如下：以萤石(CaF2)和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下：回答下列问题：(1)写出反应1的化学方程式_。(2)滤液中加入CaO生成的沉淀是_，反应2的离子方程式为_。(3)E可作为建筑材料，化合物C是_，写出由D制备冰晶石的化学方程式_。(4)电解制铝的化学方程式是_，以石墨为电极，阳极产生的混合气体的成分是_。答案(1)2NaOHS
42、iO2=Na2SiO3H2O、2NaOHAl2O3=2NaAlO2H2O(2)CaSiO32AlOCO23H2O=2Al(OH)3CO(3)浓H2SO412HF3Na2CO32Al(OH)3=2Na3AlF63CO29H2O(4)2Al2O34Al3O2O2、CO2(CO)解析由题干的信息可推出 (3)根据冰晶石的化学式可知气体D为HF，结合E可作为建筑材料可推出C为浓H2SO4，E为CaSO4，根据原子守恒可写出制备冰晶石的化学方程式。(4)以石墨为电极，阳极发生的反应为2O24e=O2，O2可与石墨反应产生CO2和CO气体。考题集训12015济南一模某研究性学习小组用不纯的氧化铝(杂质为F
43、e2O3)为原料，设计了冶炼铝的以下工艺流程(部分反应产物没有标出)：(1)试剂X的化学式为_，反应的离子方程式是_。实验室配制480 mL 1 molL1 X的溶液必须用到玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、试剂瓶、胶头滴管外，还有_。常用来可以标定所配X的溶液浓度是否准确的实验名称是_。(2)通入过量的M、N化学式分别为_、_，反应、的离子方程式分别是_、_。(3)按照方案设计，试剂Z的作用是调节溶液的pH为3.1，以生成沉淀bFe(OH)3。试剂Z可选用_(填字母)。AAl2O3BH2SO4CNaOH DAl(OH)3(4)从实际工业的角度，你认为方案_更合理，理由是_。答案(1)NaOHAl2O3
44、2OH=2AlOH2O500 mL容量瓶滴定(或中和滴定)(2)CO2NH3AlO2H2OCO2=Al(OH)3HCOAl33NH3H2O=Al(OH)33NH(3)AD(4)一步骤少，较简单解析由流程可知溶液a得到物质无铁元素，所以无Fe3，沉淀a为Fe2O3沉淀，加入的试剂为强碱，由NaHCO3溶液可知为NaOH，过量M为CO2；方案二加入试剂Y原料全部溶解，所以Y为酸，由产品硫酸铵可知Y为硫酸，由(3)问可知沉淀b为Fe(OH)3、溶液c为Al2(SO4)3，N为氨气，Z为可调节溶液pH，又不引入新杂质的Al2O3或Al(OH)3。22015唐山一模某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主
45、要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等，回收镁和其中另一种金属单质的工艺流程如下：沉淀物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2Ca(OH)2pH3.45.211.213.1部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见上表，请回答下列问题：(1)写出碱浸时反应的离子方程式_。(2)可回收到的金属A的原子结构示意图为_。(3)“浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有_(要求写出两条措施)。(4)调pH时需要调多次，第一次调pH主要为了除去_。(5)MgCl26H2O在HCl氛围中灼烧后可通过_(写出化学反应方程式)得到单质Mg。(6)Mg(Cl
46、O3)2在农业上有广泛的用途，可用NaClO3与MgCl2制备，已知四种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如图所示。写出反应的化学方程式：_。将反应物按化学反应方程式计量数比混合制备Mg(ClO3)2，简述可制备Mg(ClO3)2的原因_。答案(1)Al2O32OH=2AlOH2O(2)(3)升温、搅拌或适当增大酸的浓度(任意两种或其他合理答案即可)(4)Fe3(5)MgCl2MgCl2(6)2NaClO3MgCl2=Mg(ClO3)22NaCl在相同温度下，由于NaCl溶解度较小最先析出，Mg(ClO3)2剩余在溶液中通过蒸发结晶可得(其他合理叙述均可)解析(1)固体废料中只有Al2O
47、3能与碱溶液反应，故碱浸时反应的离子方程式为Al2O32OH=2AlOH2O。(2)(4)分析工艺流程可知，滤液的主要成分为偏铝酸盐，经过处理后即可回收到Al。向滤渣中加入的试剂B应为酸。浸出后得到的滤渣为SiO2，滤液中主要含有的阳离子有Fe3、Mg2、Ca2等，再根据题中已知的Fe3、Mg2、Ca2分别完全沉淀为Fe(OH)3、Mg(OH)2、Ca(OH)2时溶液的pH可知，加碱液调pH时最先生成Fe(OH)3沉淀，故第一次调pH主要为了除去Fe3。(5)MgCl26H2O在HCl氛围中灼烧后得到MgCl2，电解熔融的MgCl2可得金属Mg。1.高考集萃判断正误，正确的画“”，错误的画“”
48、。(1)2015重庆高考Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应。()(2)2015天津高考中国古代利用明矾溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈。()(3)2015江苏高考制备Al(OH)3悬浊液：向1 molL1AlCl3溶液中加入过量的6 molL1 NaOH溶液。()(4)2014福建高考铝罐可久盛食醋。()(5)2014福建高考只滴加氨水鉴别NaCl、AlCl3、MgCl2、Na2SO4四种溶液。()(6)2014江苏高考氢氧化铝具有弱碱性，可用于制胃酸中和剂。()(7)2013江苏高考0.1 molL1 NaAlO2溶液中：H、Na、Cl、SO能大量共存。()(8)2013江苏高考氯化铝是一
49、种电解质，可用电解法制铝。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)解析(1)MgO不能与NaOH溶液反应，错误；(2)明矾中Al3水解显酸性，可溶解Cu2(OH)2CO3，正确；(3)NaOH过量时，Al(OH)3会溶解，错误；(4)铝可与食醋反应，错误；(5)AlCl3、MgCl2与氨水反应都生成白色沉淀，现象相同，不能鉴别，错误；(7)AlO与H不能大量共存，错误；(8)氯化铝是共价化合物，熔融状态下不导电，错误。22015山东高考某化合物由两种单质直接反应生成，将其加入Ba(HCO3)2溶液中同时有气体和沉淀产生。下列化合物中符合上述条件的是()AAlCl3 BNa2OC
50、FeCl2 DSiO2答案A解析FeCl2不能由Fe和Cl2直接反应生成，C项错误；SiO2不溶于水，也不能与Ba(HCO3)2溶液反应，D项错误；Na2O可由Na和O2直接反应生成，Na2OH2O=2NaOH,2NaOHBa(HCO3)2=BaCO3Na2CO32H2O，反应中无气体生成，B项错误；AlCl3可由Al与Cl2直接反应生成，将AlCl3加入Ba(HCO3)2溶液中，2Al33HCO=Al(OH)33CO2，发生强烈双水解反应，生成Al(OH)3沉淀和CO2气体，A项正确。32015安徽高考某同学将光亮的镁条放入盛有NH4Cl溶液的试管中，有大量气泡产生。为探究该反应原理，该同学
51、做了以下实验并观察到相关现象，由此得出的结论不合理的是()选项实验及现象结论A将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，试纸变蓝反应中有NH3产生B收集产生的气体并点燃，火焰呈淡蓝色反应中有H2产生C收集气体的同时测得溶液的pH为8.6弱碱性溶液中Mg也可被氧化D将光亮的镁条放入pH为8.6的NaHCO3溶液中，有气泡产生弱碱性溶液中OH氧化了Mg答案D解析解答本题时，首先要通过实验及现象对此反应作出准确的分析：氯化铵溶液与镁条反应生成氯化镁、氨气和氢气，A、B项合理；因NH3H2O电离而使溶液显弱碱性，在弱碱性溶液中镁也可被氧化，C项合理；将镁条放入pH为8.6的NaHCO3溶液中，有气泡产生，根据C
52、项实验知，应是镁与溶液中的H作用产生了氢气，D项不合理。42014安徽高考室温下，在0.2 molL1 Al2(SO4)3溶液中，逐滴加入1.0 molL1 NaOH溶液，实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化曲线如下图，下列有关说法正确的是()Aa点时，溶液呈酸性的原因是Al3水解，离子方程式为Al33OHAl(OH)3Bab段，溶液pH增大，Al3浓度不变Cbc段，加入的OH主要用于生成Al(OH)3沉淀Dd点时，Al(OH)3沉淀开始溶解答案C解析本题以向Al2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液导致溶液的pH变化为研究对象，侧重考查盐类水解、pH变化，以及Al3、AlO和Al(OH)
53、3三者的转化关系。意在考查考生分析图象的能力以及应用所学知识分析解决问题的能力。A项错误，离子方程式应为Al33H2OAl(OH)33H；B项错误，ab段，Al3不断与氢氧化钠溶液反应而逐渐减少；D项错误，cd段的后半部分，溶液的pH已大于7，说明已有NaAlO2生成，即Al(OH)3在d点之前已开始溶解。52015福建高考工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含有Fe2O3、SiO2等杂质)制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如下：已知：物质SiCl4AlCl3FeCl3FeCl2沸点/57.6180(升华)300(升华)1023(1)步骤中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多，其作用是_(只要求写
54、出一种)。(2)步骤中若不通入氯气和氧气，则反应生成相对原子质量比硅大的单质是_。(3)已知：Al2O3(s)3C(s)=2Al(s)3CO(g)H11344.1 kJmol12AlCl3(g)=2Al(s)3Cl2(g)H21169.2 kJmol1由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为_。(4)步骤的尾气经冷却至室温后，气体用足量的NaOH冷溶液吸收，生成的盐主要有3种，其化学式分别为_。(5)结合流程及相关数据分析，步骤中加入铝粉的目的是_。答案(1)防止后续步骤生成的AlCl3水解(或增大反应物的接触面积，加快反应速率)(2)铁(或Fe)(3)Al2O3(s)3C(
55、s)3Cl2(g)=2AlCl3(g)3CO(g)H174.9 kJmol1(4)NaCl、NaClO、Na2CO3(5)除FeCl3，提高AlCl3纯度解析(1)步骤中焙烧时，固体水分挥发，可以防止后续步骤生成的AlCl3水解；气孔数目增多，可以增大反应物的接触面积，加快反应速率。(2)铝土矿粉和焦炭焙烧时，焦炭能还原Fe2O3得到单质铁。(3)根据盖斯定律，由题中第一个热化学方程式减去第二个热化学方程式可得Al2O3(s)3C(s)3Cl2(g)=2AlCl3(g)3CO(g) H1344.1 kJmol11169.2 kJmol1174.9 kJmol1。(4)步骤的尾气中含有Cl2、CO2、O2等，用足量NaOH冷溶液吸收，生成的盐主要有NaCl、NaClO、Na2CO3。(5)根据图示流程知AlCl3粗品中含有杂质FeCl3、SiCl4，根据提供数据知SiCl4沸点较低，步骤中加入铝粉，将FeCl3转化为AlCl3，以提高AlCl3的纯度。
